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Loading Pt Nanoparticles on Metal–Organic Frameworks for Improved Oxygen Evolution
ACS Sustainable Chemistry & Engineering ( IF 7.1 ) Pub Date : 2017-11-07 00:00:00 , DOI: 10.1021/acssuschemeng.7b02926
Jinxue Guo 1 , Xinqun Zhang 1 , Yanfang Sun 2 , Lin Tang 1 , Qingyun Liu 3 , Xiao Zhang 1
ACS Sustainable Chemistry & Engineering ( IF 7.1 ) Pub Date : 2017-11-07 00:00:00 , DOI: 10.1021/acssuschemeng.7b02926
Jinxue Guo 1 , Xinqun Zhang 1 , Yanfang Sun 2 , Lin Tang 1 , Qingyun Liu 3 , Xiao Zhang 1
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An electrochemical oxygen evolution reaction (OER) is the crucial and limiting reaction in several renewable energy conversion systems, and metal–organic frameworks (MOFs) have triggered increasing research interests as potential catalysts toward OER. Deeper understanding of the OER activity over MOFs is extremely desired for the exploitation of robust MOFs-based electrocatalysts. Herein, Pt nanoparticles are loaded on Prussian blue analogues (Co3[Fe(CN)6]2 and Ni3[Fe(CN)6]2 nanocubes) to obtain improved catalytic activity. Co3[Fe(CN)6]2 and Ni3[Fe(CN)6]2 are rationally selected because of their containing of the fascinating transition metals of Co and Ni species. Using the hybrid catalyst as the modular system, we demonstrate the inspiring effect of Pt on the OER activity of MOFs. Detailed exploration conclusively demonstrates that Pt supplies combined advantages for the enhanced OER activity of MOFs, such as improving the intrinsic catalytic activity by tuning the valence state of transition metals (Co, Ni), increasing active sites, and enhancing charge transfer. Moreover, thorough electrochemical studies are also performed to declare the key role of Pt in the excellent catalytic activity and stability. We believe that introduction of trace amounts of Pt or other noble metals will be an effective solution to achieve a significant improvement in the OER activity of MOFs.
中文翻译：
在有机金属框架上负载Pt纳米颗粒可改善氧气的释放
在许多可再生能源转换系统中，电化学放氧反应（OER）是至关重要的限制性反应，而金属有机框架（MOF）引发了越来越多的研究兴趣，成为促进OER的潜在催化剂。为了开发出坚固的基于MOF的电催化剂，对MOF的OER活性有更深入的了解是非常需要的。在此，将Pt纳米颗粒负载在普鲁士蓝类似物（Co 3 [Fe（CN）6 ] 2和Ni 3 [Fe（CN）6 ] 2纳米立方体）上，以获得改善的催化活性。Co 3 [Fe（CN）6 ] 2和Ni 3 [Fe（CN）6 ]合理选择2种金属是因为它们含有迷人的Co和Ni过渡金属。使用杂化催化剂作为模块化系统，我们证明了铂对MOFs OER活性的启发作用。详细的研究最终证明，Pt具有增强MOF的OER活性的综合优势，例如通过调节过渡金属（Co，Ni）的化合价态，增加活性位点和增强电荷转移来提高内在催化活性。此外，还进行了彻底的电化学研究，以证明Pt在出色的催化活性和稳定性中的关键作用。我们认为，引入痕量的Pt或其他贵金属将是有效提高MOF的OER活性的有效解决方案。
更新日期：2017-11-08
中文翻译：
在有机金属框架上负载Pt纳米颗粒可改善氧气的释放
在许多可再生能源转换系统中，电化学放氧反应（OER）是至关重要的限制性反应，而金属有机框架（MOF）引发了越来越多的研究兴趣，成为促进OER的潜在催化剂。为了开发出坚固的基于MOF的电催化剂，对MOF的OER活性有更深入的了解是非常需要的。在此，将Pt纳米颗粒负载在普鲁士蓝类似物（Co 3 [Fe（CN）6 ] 2和Ni 3 [Fe（CN）6 ] 2纳米立方体）上，以获得改善的催化活性。Co 3 [Fe（CN）6 ] 2和Ni 3 [Fe（CN）6 ]合理选择2种金属是因为它们含有迷人的Co和Ni过渡金属。使用杂化催化剂作为模块化系统，我们证明了铂对MOFs OER活性的启发作用。详细的研究最终证明，Pt具有增强MOF的OER活性的综合优势，例如通过调节过渡金属（Co，Ni）的化合价态，增加活性位点和增强电荷转移来提高内在催化活性。此外，还进行了彻底的电化学研究，以证明Pt在出色的催化活性和稳定性中的关键作用。我们认为，引入痕量的Pt或其他贵金属将是有效提高MOF的OER活性的有效解决方案。
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